《检测技术基本实验指导书》.doc

浙江大学方圆科技产业有限公司 产品简介 华中科技大学电气与电子工程学院实验教学中心 信号与控制综合实验指导书 取方律己 以圆待人 -  PAGE 2 - 服务教育 追求卓越 集学科优势 -  PAGE 30 - 求改革创新 浙江大学方圆科技产业有限公司 产品简介 取方律己 以圆待人 - 1 - 服务教育 追求卓越 信号与控制综合实验 实验指导书 第三分册 检测技术基本实验 华中科技大学电气与电子工程学院 实验教学中心 2009年4月 目 录 实验 实验十九 霍尔式传感器的直流激励特性……………3 实验二十　应变式传感器的研究……………………5 实验二十一 温度传感器测温实验………………………10 ——热电偶测温实验 ——热敏电阻测温实验 ——PN结测温实验 实验二十二 差动变压器的标定…………………………14 ——相敏检波器的工作原理 ——差动变压器的性能检测 ——差动变压器零残电压的补偿 ——差动变压器的标定 实验二十三 超声波传感器距离测量………………………18 实验二十四PT100铂热电阻测温实验…………………21 附录 传感器系统实验仪使用说明………………………………23 实验指南……………………………………………………………28 第三章 检测技术基本实验 实验十九 霍尔式传感器的直流激励特性 实验目的 了解霍尔式传感器的结构、工作原理，霍尔元件控制电路和信号调理电路的特点，学会用霍尔传感器做静态位移测试。 实验原理 霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。当霍尔元件通以恒定电流时，霍尔元件就有电势输出。霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。 实验所需部件 直流稳压电源、电桥、霍尔传感器、差动放大器、电压表、测微头 实验步骤 实验操作台 实验接线图 图2-1 霍尔式传感器实验电路图 差动放大器调零。差动放大器增益置合适位置（增益电位器顺时针方向旋到底为100倍，逆时间旋到底为1倍），“+、-”输入端用实验线对地短接，输出端接数字电压表2V量程,开启总电源和副电源开关。用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零。调零后 “调零”电位器的位置不要变化，拔掉实验导线，关闭电源。 按图2-1接线，调节实验台顶端右侧的振动圆盘上、下位置，目测霍尔元件位于梯度磁场中间位置。开启电源(注意:直流激励电压须严格限定在2V，绝对不能任意加大，以免损坏霍尔元件)。调节测微头和电桥WP，使差放输出为零。 旋动测微头使霍尔元件在梯度磁场中上、下有一个较大的位移，用电压表观察系统输出是否正负对称。如不对称则需重新调节霍尔元件在梯度磁场中间位置，直到正负输出对称为止。 上、下移动测微头各3.5㎜，每变化0.5㎜读取相应的电压值并记录下来。做出V-X曲线，求出灵敏度及线性。 思考题 1、电压控制型和电流控制型的霍尔元件有何不同？并各给出一种具体的型号加以说明。为什么本次试验中的霍尔元件直流激励电压不能超过规定的大小？ 2、为什么传感器的信号调理电路一般采用差动放大电路？ 3、如何利用霍尔传感器作一电子秤来称重？试说明基本思路和做法。 4、当霍尔元件进入均匀磁场时，霍尔电压是否仍随位移量的增加而线性增加？ 实验预习和实验报告要求 1、明确本次实验的目的和任务，预习有关霍尔元件的特性、霍尔传感器的结构及工作原理；对霍尔元件控制电路和信号调理电路的要求。 2、实验报告要求： （1）画出实验原理框图； （2）记录、整理实验数据、表格，画出有关曲线并计算灵敏度、非线性度。 （3）回答思考题。 实验二十　应变式传感器的研究 实验目的： 了解金属薄式应变片和半导体应变片的结构及粘贴方式； 测试应变梁形变的应变输出； 比较金属薄式应变片单臂、半桥及全桥的性能。 实验原理： 应变片是一种将机械构件的应变转换为电阻值变化的变换元件，一般做成片状，简称为应变片。应变片按材料的不同有金属应变片和半导体应变片。 应变片是最常用的测力的传感元件。当用应变片测试时，应变片应牢固的粘贴在测试体表面，当测试件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化，通过电桥电路，将电阻值的变化转换成电信号输出。 图1-1　常用电桥测量电路 金属薄式应变片最常用的电桥测量电路如图1-1所示，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零。图中桥臂四个电阻为R1、R2、R3和R4，电阻的相对变化率